“Ei, qual a senha da Wi-Fi?”; Comunicação e ondas de rádio

Com o surgimento da Internet no final dos anos 60, o avanço colossal de comunicação a distância via e-mail elevou o número de pesquisas e desenvolvimentos na área de comunicação. No final da década de 90, no Centro Europeu de Pesquisas Nucleares, (o CERN) surgiu a chamada rede rede mundial de computadores que chegou aos dias atuais com a transmissão wireless, a rede sem fio. É um meio de comunicação eficiente, utilizado 24 horas por dia e que hoje pode ser encontrado em quase em todos os lugares.

Mas podemos perguntar: Como se dá o seu funcionamento?

A rede wireless por meio da qual nós temos acesso à internet não se utiliza de fios conectores. Essas redes funcionam através de ondas de rádios. Esses sinais são formados por oscilações elétricas que são transformados em ondas eletromagnéticas e em seguida são redirecionadas através das antenas. O sinal é transmitido para todas as direções e tem uma maior intensidade exatamente para o lado que a antena está apontando. Quando chega até o aparelho conectado, essas ondas são decodificadas pelas placas de rede e então os dados são interpretados. Precisamos então entender o que são essas ondas de rádio.

No final do século 19, as ondas de rádio foram previstas pelo físico alemão Heinrich Rudolf Hertz e a primeira transmissão de dados via rádio e concedeu o prêmio Nobel ao italiano Gugliemo Marconi em 1909. Desde o telégrafo, a a tecnologia de transmissão e recepção de ondas de rádio se expandiu e chegou aos dias de hoje como o principal meio comunicação.

As ondas de rádio são um dos vários tipos de radiação eletromagnética. A luz visível é um exemplo de onda eletromagnética; as várias cores da luz visível também são tipos diferentes de radiação eletromagnética. O que diferencia os vários tipos de radiação eletromagnética (ou onda eletromagnética) são duas quantidades: a frequência e o comprimento de onda. Qualquer oscilação pode ser caracterizada por essas quantidades, embora possam ter naturezas distintas. Basicamente, uma oscilação ou uma onda é uma variação que se repete continuamente, no tempo e no espaço. Vejamos então:

• Frequência: é o número de oscilações de qualquer natureza por unidade de tempo. Por exemplo, para um pêndulo oscilando, a frequência será o tempo necessário para que ele volte a posição original. A frequência é medida em Hertz (Hz), em homenagem a Heinrich Hertz;
• Comprimento de onda: é a distância entre dois pontos iguais na oscilação ou onda. Se imaginarmos uma onda em uma corda, o comprimento de onda é a distância entre picos sucessivos, que surgem a medida que a oscilação se propaga. Como qualquer medida de distância, o comprimento de onda é medido em metros (m).

Essas duas quantidades estão relacionadas e, para as ondas eletromagnéticas, cada valor de frequência ou comprimento corresponde a um tipo específico de onda. Veja a figura:

Figura 1: Espectro eletromagnético (Fonte: Blog Labcisco)

Cada uma dessas regiões do espectro é detectado de uma maneira diferente. O olho humano é um detector de ondas eletromagnéticas na faixa do entre o infravermelho e o ultravioleta. No processo de formação das imagens, o olho detecta as ondas e o cérebro as decodifica. As ondas de rádio, por outro lado, precisam de antenas e receptores para serem detectadas e codificadas. O olho humano, as antenas de rádio e os telescópios, são detectores de ondas eletromagnéticas, de frequências e comprimentos de ondas diferentes.

Nos locais onde há sistemas que fazem uso de ondas de rádio, um circuito elétrico é o responsável por provocar a oscilação de elétrons na antena emissora. Estes elétrons são acelerados e emitem ondas de rádio, que transportam as informações até uma antena receptora. O roteador que tem por função realizar a distribuição dos sinais da rede recebe o sinal e o decodifica e envia as informações. Finalmente, a senha do WiFi é o último passo, e concede o acesso a esses decodificadores.

Desde os anos 30, a astronomia e a astrofísica também utilizam sinais de rádio para observação do universo. O primeiro telescópio para observações em rádio foi construído por Grote Reber em 1937, 5 anos depois da detecção de ondas de rádio vindas do espaço por Karl Jansky, do Laboratório Bell. O radiotelescópio Bingo observa a emissão em rádio de hidrogênio neutro, presente em todas as galáxias.

RACKLEY, Steve. Wireless Networking Technology: From Principles to Successful Implementation. USA, 2007. Disponível em: http://home.ustc.edu.cn/~wfsun/lab/course/wireless/Steve%20Rackley%20-%20Wireless%20Networking%20Technology.pdf. Acesso em: 19 jun. 2019.